中条山区前寒武纪铜矿床地质历史演化及成矿年代_李树屏

中条山区前寒武纪铜矿床

地质历史演化及成矿年代

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李树屏¹ 陈文明　(山西省地质科学研究所) (地质矿产部矿床地质研究所)

摘　要　中条山区铜矿床是在中条古裂谷地质构造环境中演化形成的。本文从涑水杂岩期-绛县

期-中条期-西阳河期等不同时代地质历史演化,分别探讨了中条山区不同类型铜矿床时空分布和

成因上的内在联系。它们早期形成的矿源层受不同时代的层位和岩性控制,但在后期的2000～

2100M a 和1800～1900M a 较大规模的构造-热事件,对不同类型铜矿床进行了叠加和改造,使铜

质进一步富集,最终形成工业矿床。

关键词　中条山区,中条古裂谷,矿床类型,成矿期,成矿时代

中条山地区为我国铜矿集中区之一。铜矿床类型主要有横岭关型、铜矿峪型和胡-篦型。这些不同类型的铜矿床是在中条古裂谷地质构造环境中演化形成的,具有一定的内在成生联系。现对该区前寒武纪铜矿床地质历史演化和成矿年代探讨如下。

1　涑水杂岩古陆期

太古代涑水杂岩古陆为中条山区最古老的结晶基底,组成岩石复杂,是由各种片麻岩、磁铁石英岩、大理岩、变粒岩和不同时期的喷发岩和侵入岩组成的杂岩体。经过后期多期次变形变质作用和岩浆侵入活动,混合岩化强烈,变质程度达铁铝角闪岩相,构造变形十分复杂。

涑水运动(2800M a?)使涑水杂岩古陆抬升露出地表,经受长期的风化剥蚀,并经历了不同时期的构造运动和岩浆活动的叠加和改造,使古老的杂岩体更加复杂化。如冷口变基性火山岩内单颗粒锆石(蒸发法207Pb/206Pb)获得年龄值为2521±3Ma (西德M axplank 化学研究所),与全岩Sm-Nd 法等时线年龄为2497±51M a 相一致(林源贤,1991),代表了冷口火山岩喷发年龄。云英闪长片麻岩侵入于冷口火山岩之中,呈片麻状,眼球状结构,遭受强烈的变形变质作用改造。用单颗粒锆石U -Pb 法获得的年龄值为2321±3M a,2349M a 。横岭关花岗岩变形较弱,具块状构造的中-粗粒花岗结构,并见绛县群横岭关亚群底部的平头岭组石英岩呈包体存在于该岩体中(赵风清,1992)可见该岩体侵入时间是在平头岭石英岩形成之后,对该花岗岩中的锆石用U -Pb 法获得年龄值为2231±86M a (孙大中,1993)。烟庄花第11卷第3期

1996年 9月　华北地质矿产杂志　Jour Geo l &M in Res N or th China V ol.11N o.3Sept.1996　X ¹作者简介:李树屏,男,58岁,1958年毕业于太原采矿学校,高级工程师,矿床地质.030006　太原市学府街20号T el :(0351)7073096

收稿日期:1995—05—08

本文为“八五”国家科技攻关计划专题研究成果,编号85-901-01-06-02

岗岩为肉红色细粒-中粗粒花岗结构,块状构造,并在多处见到冷口云英闪长岩和横岭关花岗岩包体的存在,其侵入时代应在上述两岩体之后。该岩体中的锆石用常规U -Pb 法获得年龄值为1888M a 和1979M a (北京铀矿地质研究所,1989)。在庞家庄片麻岩中有酸性和基性隐爆角砾岩筒,它们的年龄值分别为440.6M a 和729.97M a 。上述年龄表明涑水杂岩古陆在晚太古代绛县运动和元古代中条运动早期和晚期,甚至到加里东期仍有岩浆活动。可以推想这些不同时期喷发和侵入的岩浆岩有深部的根源和上升的通道,自然要通过底部的涑水杂岩体,同时表明涑水杂岩体并未克拉通化,而是在相当时期内仍在活动。由此可见构成杂岩体岩性和构造历史演化的复杂性。

2　绛县期

在晚太古时期,由于地幔的底辟作用,岩石圈变薄,在地幔扩张和上隆的引张力作用下,沿涑水杂岩古陆东南边部裂开,形成NE 向和NNW 向陆内裂陷槽,中条古裂谷开始形成。在裂陷槽内堆积了由古陆剥蚀风化搬运来的陆源碎屑物质,形成绛县群下部的平头岭组石英岩和含炭质页岩,杂色砂页岩沉积建造,与下伏涑水杂岩体呈角度不整合接触。这个不整合界面(2800M a ?)表示涑水运动结束,绛县地质时期的开始。

在这个时期,由涑水杂岩(含Cu 高背景区)搬运来的铜质被炭质吸附,在富含有机质(碳质)的泥质-半泥质岩内发生顺层铜矿化,含铜金属硫化物第一次富集,形成原始矿源层(横岭关型铜矿床赋矿层位)。在绛县群上部又堆积了后山村组、园头山组、骆驼峰组、西井沟组和竖井沟组。前两组原岩为一套砂质-泥质-半泥质的浅海相沉积建造;而骆骆峰组、西井沟组、竖井沟组为一套泥质-半泥质富含M g,Fe 凝灰质杂色砂页岩和富钾双峰态火山岩沉积建造。这个时期大约发生在2500～2700M a 左右。当时该区的构造活动以拉伸为主,在富钾火山作用及沉积作用参合下,在裂陷槽边缘氧化环境中,堆积了一套富M g ,Fe 凝灰质杂色含铜砂页岩建造(铜矿峪型铜矿床早期矿源层)。在构造活动强烈地段的中条“人”型裂谷交叉复合部位,形成富钾双峰态火山岩喷发。

根据双峰态火山岩的P 2O 5-Al 2O 3/TiO 2成分数据,投到前寒武纪不同地球动力带玄武岩成分图中(图1),投影点绝大部分落在大陆裂谷拉斑玄武岩区内。可见它是大陆裂谷活动环境的产物,标志着该阶段已进入剧烈火山活动时期。从铜矿峪双峰态火山岩所采集的全岩样品,获得Sm -Nd 等时线年龄为2630±100M a,代表了双峰态火山岩形成的年龄。

绛县运动(2500Ma )使堆积在裂谷内的绛县群受到挤压而发生强烈的构造变形,形成NE 向为主的紧闭同斜线状褶皱带和冲断体系,并伴随着变质作用和岩浆的侵位活动。在骆驼峰组构造强烈活动地段,导致了深源富钾热流体的注入,并交代熔融原沉积的富M g,Fe 凝灰质杂色长石石英砂岩,使之转变为具斑状变晶结构的中酸性斑岩体,即形成变花岗斑岩和变英安岩。在富铜部位形成富铜(钼)斑岩岩体,即铜矿峪矿床4号、5号矿体的“雏形”。同时使富M g ,Fe 凝灰岩,泥质-半泥质岩转变为黑云片岩、绿泥黑云片岩、角闪黑云片岩,即变基性岩在富铜部位形成该矿床的1号和3号矿体。

・394・ 华北地质矿产杂志1996年